中考数学压轴题解题策略:相似三角形的存在性问题
知识点梳理
知识点梳理一、解题途径
函数中因动点产生的相似三角形问题一般有三个解题途径
①
求相似三角形的第三个顶点时,先要分析已知三角形的边和角的特点,进而得出已知三角形是否为特殊三角形。根据未知三角形中已知边与已知三角形的可能对应边分类讨论。
②或利用已知三角形中对应角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函数、对称、旋转等知识来推导边的大小。
③若两个三角形的各边均未给出,则应先设所求点的坐标进而用函数解析式来表示各边的长度,之后利用相似来列方程求解。
知识点梳理二、方法解析
相似三角形的判定定理有3个,其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件,因此探求两个三角形相似的动态问题,一般情况下首先寻找一组对应角相等.
判定定理2是最常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验.
如果已知∠A=∠D,探求△ABC与△DEF相似,只要把夹∠A和∠D的两边表示出来,按照对应边成比例,分和两种情况列方程.
应用判定定理1解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等.
应用判定定理3解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组).
还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题.
知识点梳理三、两点间的距离公式
如图,如果已知A、B两点的坐标,怎样求A、B两点间的距离呢?
我们以AB为斜边构造直角三角形,直角边与坐标轴平行,这样用勾股定理就可以求斜边AB的长了.水平距离BC的长就是A、B两点间的水平距离,等于A、B两点的横坐标相减;竖直距离AC就是A、B两点间的竖直距离,等于A、B两点的纵坐标相减.
公式总结:
典型例题
考点1:以判定定理1为基础的题型解析
考点透析:先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等
【例1】
如图1-1,在△ABC中,AB=AC=4,BC=8.⊙A的半径为2,动点P从点B出发沿BC方向以每秒1个单位的速度向点C运动.延长BA交⊙A于点D,连结AP交⊙A于点E,连结DE并延长交BC于点F.设点P运动的时间为t秒,当△ABP与△FBD相似时,求t的值.
图1-1
【解析】△ABC是等腰直角三角形,⊙A是确定的,先按照题意把图形补充完整.
如图1-2,容易发现△ABP与△FBD有公共角∠B,如果根据对应边成比例列方程或,其中BA=4,BP=t,BD=4+2,但是用含t的式子表示BF困难重重啊!
图1-2
图1-3
图1-4
我们另起炉灶,按照判定定理1来解决.
△ABP与△FBD有公共角∠B,我们以∠D为分类标准,分两种情况讨论它们相似:
第一种情况,如图1-3,∠BAP=∠D是不可能的,这是因为∠BAP是等腰三角形ADE的外角,∠BAP=2∠D.
第二种情况,如图1-4,当∠BPA=∠D时,在△ABP中,由于∠BAP=2∠D=2∠BPA,
因此45°+3∠BPA=180°.解得∠BPA=45°.
此时△ABP是等腰直角三角形,P与C重合,所以t=8.
解答这道题目,如果选取点P的3个不同位置,按照题意画图,可以帮助我们探究.在讨论第二种情况∠BPA=∠D时,我们容易被已知图6-1给定的点P的位置所误导,以为图6-2中“锐角∠D”与“钝角∠BPA”不可能相等.
考点2:以判定定理2为基础的题型解析
考点透析:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验
【例2】
如图2-1,抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点左侧),与y轴交于点C.动直线EF(EF//x轴)从点C开始,以每秒1个单位的速度沿y轴负方向平移,且分别交y轴、线段BC于E、F两点,动点P同时从点B出发,在线段OB上以每秒2个单位的速度向原点O运动.是否存在t,使得△BPF与△ABC相似.若存在,试求出t的值;若不存在,请说明理由.
图2-1
【解析】△BPF与△ABC有公共角∠B,那么我们梳理两个三角形中夹∠B的两条边.
△ABC是确定的.由,可得A(4,
0)、B(8,
0)、C(0,
4).
于是得到BA=4,BC=.还可得到.
△BPF中,BP=2t,那么BF的长用含t的式子表示出来,问题就解决了.
在Rt△EFC中,CE=t,EF=2t,所以.
因此.
于是根据两边对应成比例,分两种情况列方程:
①当时,.解得(如图2-2).
②当时,.解得(如图2-3).
图2-2
图2-3
【变式2-1】如图3-1,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于A(1,
0)、B(3,
0)两点,与y轴交于点D,顶点为C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在点M,过M作MN⊥x轴于点N,使以A、M、N为顶点的三角形与△BCD相似?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
图3-1
【解析】△AMN是直角三角形,因此必须先证明△BCD是直角三角形.一般情况下,根据直角边对应成比例分两种情况列方程.
(1)抛物线的解析式为y=-x2+4x-3.
(2)由y=-x2+4x-3=-(x-2)2+1,得D(0,-3),C(2,
1).
如图3-2,由B(3,
0)、D(0,-3)、C(2,
1),可知∠CBO=45°,∠DBO=45°.
所以∠CBD=90°,且.
图3-2
图3-3
图3-4
设点M、N的横坐标为x,那么NM=-yM,而NA的长要分N在A的右边或左边两种情况,因此列方程要“两次分类”:
当N在A右侧时,NA=x-1,分两种情况列方程:
①当时,.解得.此时M(如图3-3).
②当时,.解得x=6.此时M(6,-15)(如图3-5).
当N在A左侧时,NA=1-x,也要分两种情况列方程:
①当时,.解得>1,不符合题意(如图3-4).
②当时,.解得x=0,此时M(0,-3)(如图3-6).
图3-5
图3-6
考点3:以判定定理3为基础的题型解析
考点透析:根据三边对应成比例列连比式解方程(组)
【例3】如图4-1,二次函数y=x2+3x的图象经过点A(1,a),线段AD平行于x轴,交抛物线于点D.在y轴上取一点C(0,
2),直线AC交抛物线于点B,连结OA、OB、OD、BD.求坐标平面内使△EOD∽△AOB的点E的坐标;
图4-1
【解法一】点A、D、B都是确定的,可以求得A(1,
4),D(-4,
4),B(-2,-2).
所以,,,.
△EOD∽△AOB,对应边已经确定,因此我们可以根据判定定理3列方程.
由,得.所以,.
设点E的坐标为(x,
y),根据EO2=68,DE2=180,列方程组解得
所以点E的坐标为(8,-2)或(-2,
8).
上面的解题过程是“盲解”,我们并不明白两个三角形的位置关系.
【解法二】如图4-2,△AOB是确定的,△AOB与△EOD有公共点O,OB∶OD=1∶2,∠BOD=90°.
如果△EOD∽△AOB,我们可以把△AOB绕着点O顺时针旋转,使得点B′落在OD上,此时旋转角为90°,点B′恰好落在OD的中点.
按照这个运动规则,点A(1,
4)
绕着点O顺时针旋转90°,得到点A′(4,-1),点A′是线段OE的中点,因此点E的坐标为(8,-2).
如图4-3,点E(8,-2)关于直线OD(即直线y=-x)对称的点为E′(2,-8).
图4-2
图4-3
课堂训练
1.已知,抛物线(a<0)与x轴交于A(3,0)、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线x=1,D为抛物线的顶点,点E在y轴C点的上方,且CE=.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)在直线AC上方的抛物线上找一点P,使,求点P的坐标;
(3)在坐标轴上找一点M,使以点B、C、M为顶点的三角形与△ACD相似,直接写出点M的坐标.
【答案】(1),顶点D(1,4);(2)证明见解析;(3)P(,)或(,);(4)(0,0)或(9,0)或(0,﹣).
【解析】
解:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=1,点A(3,0),∴根据抛物线的对称性知点B的坐标为(﹣1,0),OA=3,将A(3,0),B(﹣1,0)代入抛物线解析式中得:,解得:,∴抛物线解析式为;当x=1时,y=4,∴顶点D(1,4).
(3)设直线AC的解析式为y=kx+b,根据题意得:,解得:,∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,∵A(3,0),D(1,4),∴线段AD的中点N的坐标为(2,2),过点N作NP∥AC,交抛物线于点P,设直线NP的解析式为y=﹣x+c,则﹣2+c=2,解得:c=4,∴直线NP的解析式为y=﹣x+4,由y=﹣x+4,y=﹣x2+2x+3联立得:﹣x2+2x+3=﹣x+4,解得:x=或x=,∴y=,或y=,∴P(,)或(,);
(4)分三种情况:①M恰好为原点,满足△CMB∽△ACD,M(0,0);
②M在x轴正半轴上,△MCB∽△ACD,此时M(9,0);
③M在y轴负半轴上,△CBM∽△ACD,此时M(0,﹣);
综上所述,点M的坐标为(0,0)或(9,0)或(0,﹣).
2.如图,抛物线经过A(4,0),B(1,0),C(0,-2)三点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上一动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)
y=-x2+x-2;(2)点P为(2,1)或(5,-2)或(-3,-14)或(0,-2).
【解析】解:(1)∵该抛物线过点C(0,-2),
∴可设该抛物线的解析式为y=ax2+bx-2.
将A(4,0),B(1,0)代入,得,解得
,
∴此抛物线的解析式为.
(2)存在,
设P点的横坐标为m,则P点的纵坐标为-m2+m-2,
当1<m<4时,AM=4-m,PM=-m2+m-2.又∵∠COA=∠PMA=90°,
∴①当==时,△APM∽△ACO,即4-m=2(-m2+m-2).
解得m1=2,m2=4(舍去),∴P(2,1).
②当==时,△APM∽△CAO,即2(4-m)=-m2+m-2.
解得m1=4,m2=5(均不合题意,舍去),∴当1<m<4时,P(2,1).
类似地可求出当m>4时,P(5,-2).
当m<1时,P(-3,-14)或P(0,-2),
综上所述,符合条件的点P为(2,1)或(5,-2)或(-3,-14)或(0,-2).
3.如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(﹣9,10),AC∥x轴,点P是直线AC下方抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点P且与y轴平行的直线l与直线AB、AC分别交于点E、F,当四边形AECP的面积最大时,求点P的坐标;
(3)当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上是否存在点Q,使得以C、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
抛物线的解析式为y=x2-2x+1,(2)
四边形AECP的面积的最大值是,点P(,﹣);(3)
Q(4,1)或(-3,1).
【解析】
解:(1)将A(0,1),B(9,10)代入函数解析式得:
×81+9b+c=10,c=1,解得b=?2,c=1,
所以抛物线的解析式y=x2?2x+1;
(2)∵AC∥x轴,A(0,1),
∴x2?2x+1=1,解得x1=6,x2=0(舍),即C点坐标为(6,1),
∵点A(0,1),点B(9,10),
∴直线AB的解析式为y=x+1,设P(m,m2?2m+1),∴E(m,m+1),
∴PE=m+1?(m2?2m+1)=?m2+3m.
∵AC⊥PE,AC=6,
∴S四边形AECP=S△AEC+S△APC=AC?EF+AC?PF
=AC?(EF+PF)=AC?EP
=×6(?m2+3m)=?m2+9m.
∵0∴当m=时,四边形AECP的面积最大值是,此时P();
(3)∵y=x2?2x+1=(x?3)2?2,
P(3,?2),PF=yF?yp=3,CF=xF?xC=3,
∴PF=CF,∴∠PCF=45?,
同理可得∠EAF=45?,∴∠PCF=∠EAF,
∴在直线AC上存在满足条件的点Q,
设Q(t,1)且AB=,AC=6,CP=,
∵以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,
①当△CPQ∽△ABC时,
CQ:AC=CP:AB,(6?t):6=,解得t=4,所以Q(4,1);
②当△CQP∽△ABC时,
CQ:AB=CP:AC,(6?t)6,解得t=?3,所以Q(?3,1).
综上所述:当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,Q点的坐标为(4,1)或(?3,1).
4.如图,一次函数y=﹣x﹣2的图象与二次函数y=ax2+bx﹣4的图象交于x轴上一点A,与y
轴交于点B,在x轴上有一动点C.已知二次函数y=ax2+bx﹣4的图象与y轴交于点D,对称轴为直线x=n(n<0),n是方程2x2﹣3x﹣2=0的一个根,连接AD.
(1)求二次函数的解析式.
(2)当S△ACB=3S△ADB
时,求点C的坐标.
(3)试判断坐标轴上是否存在这样的点C,使得以点A、B、C组成的三角形与△ADB
相似?若存在,试求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=2x2+2x﹣4;(2)点
C
的坐标为(4,0)或(﹣8,0);(3)在
x
轴上有一点
C(﹣4,0)或(﹣6,0),使得以点
A、B、C
组成的三角形与△ADB
相似.
【解析】
(1)在y=-x-2中,令y=0,则x=-2
∴A(-2,0).
由2x2-3x-2=0,得x1=-,x2=2,
∴二次函数y=ax2+bx-4的对称轴为直线x=-,
∴,
解得,
∴二次函数的解析式为:y=2x2+2x-4;
(2)∵S△ADB=BD?OA=2,
∴S△ACB=3S△ADB=6.
∵点C在x轴上,
∴S△ACB=AC?OB=×2AC=6,
∴AC=6.
∵点A的坐标为(-2,0),
∴当S△ACB=3S△ADB时,点C的坐标为(4,0)或(-8,0);
(3)存在.
理由:令x=0,一次函数与y轴的交点为点B(0,-2),
∴AB=,∠OAB=∠OBA=45°.
∵在△ABD中,∠BAD、∠ADB都不等于45°,∠ABD=180°-45°=135°,
∴点C在点A的左边.
①AC与BD是对应边时,∵△ADB∽△BCA,
∴=1,
∴AC=BD=2,
∴OC=OA+AC=2+2=4,
∴点C的坐标为(-4,0).
②当AC与AB是对应边时,∵△ADB∽△CBA
∴=,
∴AC=AB=×2=4,
∴OC=OA+AC=2+4=6,
∴点C的坐标为(-6,0).
综上所述,在x轴上有一点C(-4,0)或(-6,0),使得以点A、B、C组成的三角形与△ADB相似.
举一反三
1、如图,抛物线(a≠0)交x轴于A、B两点,A点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,4),以OC、OA为边作矩形OADC交抛物线于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴l在边OA(不包括O、A两点)上平行移动,分别交x轴于点E,交CD于点F,交AC于点M,交抛物线于点P,若点M的横坐标为m,请用含m的代数式表示PM的长;
(3)在(2)的条件下,连结PC,则在CD上方的抛物线部分是否存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似?若存在,求出此时m的值,并直接判断△PCM的形状;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为;(2)PM=(0<m<3);(3)存在这样的点P使△PFC与△AEM相似.此时m的值为或1,△PCM为直角三角形或等腰三角形.
【解析】
解:(1)∵抛物线(a≠0)经过点A(3,0),点C(0,4),
∴,解得.
∴抛物线的解析式为.
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
∵A(3,0),点C(0,4),
∴,解得.
∴直线AC的解析式为.
∵点M的横坐标为m,点M在AC上,
∴M点的坐标为(m,).
∵点P的横坐标为m,点P在抛物线上,
∴点P的坐标为(m,).
∴PM=PE-ME=()-()=.
∴PM=(0<m<3).
(3)在(2)的条件下,连接PC,在CD上方的抛物线部分存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似.理由如下:
由题意,可得AE=3﹣m,EM=,CF=m,PF==,
若以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似,分两种情况:
①若△PFC∽△AEM,则PF:AE=FC:EM,即():(3-m)=m:(),
∵m≠0且m≠3,∴m=.
∵△PFC∽△AEM,∴∠PCF=∠AME.
∵∠AME=∠CMF,∴∠PCF=∠CMF.
在直角△CMF中,∵∠CMF+∠MCF=90°,∴∠PCF+∠MCF=90°,即∠PCM=90°.
∴△PCM为直角三角形.
②若△CFP∽△AEM,则CF:AE=PF:EM,即m:(3-m)=():(),
∵m≠0且m≠3,∴m=1.
∵△CFP∽△AEM,∴∠CPF=∠AME.
∵∠AME=∠CMF,∴∠CPF=∠CMF.∴CP=CM.
∴△PCM为等腰三角形.
综上所述,存在这样的点P使△PFC与△AEM相似.此时m的值为或1,△PCM为直角三角形或等腰三角形.
2、如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
⑴求抛物线的解析式及点C的坐标;
⑵求证:△ABC是直角三角形;
⑶若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+2x;C(-1,-3);(2)证明过程略;(3)(,0)或(,0)或(﹣1,0)或(5,0).
【解析】解:(1)∵顶点坐标为(1,1),
∴设抛物线解析式为y=a(x-1)2+1,
又抛物线过原点,
∴0=a(0-1)2+1,解得a=-1,
∴抛物线解析式为y=-(x-1)2+1,
即y=-x2+2x,
联立抛物线和直线解析式可得
,
解得或
,
∴B(2,0),C(-1,-3);
(2)如图,分别过A、C两点作x轴的垂线,交x轴于点D、E两点,
则AD=OD=BD=1,BE=OB+OE=2+1=3,EC=3,
∴∠ABO=∠CBO=45°,即∠ABC=90°,
∴△ABC是直角三角形;
(3)假设存在满足条件的点N,设N(x,0),则M(x,-x2+2x),
∴ON=|x|,MN=|-x2+2x|,
由(2)在Rt△ABD和Rt△CEB中,可分别求得AB=
,BC=3,
∵MN⊥x轴于点N
∴∠ABC=∠MNO=90°,
∴当△ABC和△MNO相似时有或,
当时,则有
,即|x||-x+2|=|x|,
∵当x=0时M、O、N不能构成三角形,
∴x≠0,
∴|-x+2|=,即-x+2=±
,解得x=
或x=
,
此时N点坐标为(,0)或(,0);
②当时,则有,即|x||-x+2|=3|x|,
∴|-x+2|=3,即-x+2=±3,解得x=5或x=-1,
此时N点坐标为(-1,0)或(5,0),
综上可知存在满足条件的N点,其坐标为(
,0)或(
,0)或(-1,0)或(5,0).
3.如图,直线y=﹣x+3交x轴于点A,交y轴于点B,抛物线y=ax2+bx+c经过A、B、C(1,0)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D的坐标为(﹣1,0),在直线y=﹣x+3上有一点P,使△ABO与△ADP相似,求出点P的坐标.
【点睛】(1)根据函数解析式,可求出直线与坐标轴的交点,根据待定系数法,可得抛物线的解析式;
(2)两直角三角形相似,又有一个公共角,故只需另一个角为直角即可得到相似,故分两种情况讨论,可得答案.
【详解】解:(1)直线y=﹣x+3交x轴于点A,交y轴于点B,
∴A(3,0),B(0,3).
抛物线y=ax2+bx+c经过A、B、C(1,0)三点
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)①如图1,作PD垂直x轴于点D:
∵△ABO与△ADP相似
∴
PD=4,
∴P点坐标是(﹣1,4).
②如图2,作P′D垂直AB于点P′交y轴于点F:
∵△ABO与△ADP相似
∴∠P′DA=∠BAO=45°,
∴,
∴P′D=2,
∵DF,
∴
∴P′C∥OF
∴P′C=CD=2
∴P点坐标为(1,2)
4.如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
(1)求抛物线的解析式及点B、C的坐标;
(2)求△ABC的内切圆半径;
(3)若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【点睛】(1)可设顶点式,把原点坐标代入可求得抛物线解析式,联立直线与抛物线解析式,可求得C点坐标;
(2)先求出AB,BC,AC,利用勾股定理的逆定理可得出△ABC是直角三角形,最后利用三角形的面积即可求出内切圆的半径;
(3)设出N点坐标,可表示出M点坐标,从而可表示出MN、ON的长度,当△MON和△ABC相似时,利用三角形相似的性质可得或,可求得N点的坐标.
【详解】解:
(1)∵顶点坐标为(1,1),
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+1,
又抛物线过原点,
∴0=a(0﹣1)2+1,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+1,
即y=﹣x2+2x,
联立抛物线和直线解析式可得,
解得或,
∴B(2,0),C(﹣1,﹣3);
(2)由(1)知,B(2,0),C(﹣1,﹣3);
∵A(1,1),
∴AB,BC3,AC2,
∴AB2+BC2=AC2
∴△ABC是直角三角形,
设△ABC的内切圆的半径为r,
∴r2;
(3)假设存在满足条件的点N,设N(x,0),则M(x,﹣x2+2x),
∴ON=|x|,MN=|﹣x2+2x|,
由(2)知,AB,BC=3,
∵MN⊥x轴于点N,
∴∠ABC=∠MNO=90°,
∴当△ABC和△MNO相似时,有或,
①当时,
∴,即|x||﹣x+2||x|,
∵当x=0时M、O、N不能构成三角形,
∴x≠0,
∴|﹣x+2|,
∴﹣x+2=±,解得x或x,
此时N点坐标为(,0)或(,0);
②当,时,
∴,
即|x||﹣x+2|=3|x|,
∴|﹣x+2|=3,
∴﹣x+2=±3,
解得x=5或x=﹣1,
此时N点坐标为(﹣1,0)或(5,0),
综上可知存在满足条件的N点,其坐标为(,0)或(,0)或(﹣1,0)或(5,0).
Syman中考数学压轴题解题策略:相似三角形的存在性问题
知识点梳理
知识点梳理一、解题途径
函数中因动点产生的相似三角形问题一般有三个解题途径
①
求相似三角形的第三个顶点时,先要分析已知三角形的边和角的特点,进而得出已知三角形是否为特殊三角形。根据未知三角形中已知边与已知三角形的可能对应边分类讨论。
②或利用已知三角形中对应角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函数、对称、旋转等知识来推导边的大小。
③若两个三角形的各边均未给出,则应先设所求点的坐标进而用函数解析式来表示各边的长度,之后利用相似来列方程求解。
知识点梳理二、方法解析
相似三角形的判定定理有3个,其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件,因此探求两个三角形相似的动态问题,一般情况下首先寻找一组对应角相等.
判定定理2是最常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验.
如果已知∠A=∠D,探求△ABC与△DEF相似,只要把夹∠A和∠D的两边表示出来,按照对应边成比例,分和两种情况列方程.
应用判定定理1解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等.
应用判定定理3解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组).
还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题.
知识点梳理三、两点间的距离公式
如图,如果已知A、B两点的坐标,怎样求A、B两点间的距离呢?
我们以AB为斜边构造直角三角形,直角边与坐标轴平行,这样用勾股定理就可以求斜边AB的长了.水平距离BC的长就是A、B两点间的水平距离,等于A、B两点的横坐标相减;竖直距离AC就是A、B两点间的竖直距离,等于A、B两点的纵坐标相减.
公式总结:
典型例题
考点1:以判定定理1为基础的题型解析
考点透析:先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等
【例1】
如图1-1,在△ABC中,AB=AC=4,BC=8.⊙A的半径为2,动点P从点B出发沿BC方向以每秒1个单位的速度向点C运动.延长BA交⊙A于点D,连结AP交⊙A于点E,连结DE并延长交BC于点F.设点P运动的时间为t秒,当△ABP与△FBD相似时,求t的值.
图1-1
考点2:以判定定理2为基础的题型解析
考点透析:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验
【例2】
如图2-1,抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点左侧),与y轴交于点C.动直线EF(EF//x轴)从点C开始,以每秒1个单位的速度沿y轴负方向平移,且分别交y轴、线段BC于E、F两点,动点P同时从点B出发,在线段OB上以每秒2个单位的速度向原点O运动.是否存在t,使得△BPF与△ABC相似.若存在,试求出t的值;若不存在,请说明理由.
图2-1
【变式2-1】如图3-1,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于A(1,
0)、B(3,
0)两点,与y轴交于点D,顶点为C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在点M,过M作MN⊥x轴于点N,使以A、M、N为顶点的三角形与△BCD相似?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
图3-1
考点3:以判定定理3为基础的题型解析
考点透析:根据三边对应成比例列连比式解方程(组)
【例3】如图4-1,二次函数y=x2+3x的图象经过点A(1,a),线段AD平行于x轴,交抛物线于点D.在y轴上取一点C(0,
2),直线AC交抛物线于点B,连结OA、OB、OD、BD.求坐标平面内使△EOD∽△AOB的点E的坐标;
图4-1
课堂训练
1.已知,抛物线(a<0)与x轴交于A(3,0)、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线x=1,D为抛物线的顶点,点E在y轴C点的上方,且CE=.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)在直线AC上方的抛物线上找一点P,使,求点P的坐标;
(3)在坐标轴上找一点M,使以点B、C、M为顶点的三角形与△ACD相似,直接写出点M的坐标.
2.如图,抛物线经过A(4,0),B(1,0),C(0,-2)三点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上一动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(﹣9,10),AC∥x轴,点P是直线AC下方抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点P且与y轴平行的直线l与直线AB、AC分别交于点E、F,当四边形AECP的面积最大时,求点P的坐标;
(3)当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上是否存在点Q,使得以C、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
4.如图,一次函数y=﹣x﹣2的图象与二次函数y=ax2+bx﹣4的图象交于x轴上一点A,与y
轴交于点B,在x轴上有一动点C.已知二次函数y=ax2+bx﹣4的图象与y轴交于点D,对称轴为直线x=n(n<0),n是方程2x2﹣3x﹣2=0的一个根,连接AD.
(1)求二次函数的解析式.
(2)当S△ACB=3S△ADB
时,求点C的坐标.
(3)试判断坐标轴上是否存在这样的点C,使得以点A、B、C组成的三角形与△ADB
相似?若存在,试求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
举一反三
1、如图,抛物线(a≠0)交x轴于A、B两点,A点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,4),以OC、OA为边作矩形OADC交抛物线于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴l在边OA(不包括O、A两点)上平行移动,分别交x轴于点E,交CD于点F,交AC于点M,交抛物线于点P,若点M的横坐标为m,请用含m的代数式表示PM的长;
(3)在(2)的条件下,连结PC,则在CD上方的抛物线部分是否存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似?若存在,求出此时m的值,并直接判断△PCM的形状;若不存在,请说明理由.
2、如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
⑴求抛物线的解析式及点C的坐标;
⑵求证:△ABC是直角三角形;
⑶若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,直线y=﹣x+3交x轴于点A,交y轴于点B,抛物线y=ax2+bx+c经过A、B、C(1,0)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D的坐标为(﹣1,0),在直线y=﹣x+3上有一点P,使△ABO与△ADP相似,求出点P的坐标.
4.如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
(1)求抛物线的解析式及点B、C的坐标;
(2)求△ABC的内切圆半径;
(3)若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
Syman